Sara Zaske, Stanford Universiteti tərəfindən

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

İnterferometrik Təsvir Skanlama Mikroskopiyası texnologiyasının bir hissəsi olan lazer massivinin təfərrüatı. Kredit: Stanford Universitetindən Jim Gensheimer

Stanford tədqiqatçıları, hüceyrə strukturlarının real vaxt rejimində qarşılıqlı təsirini misli görünməmiş 120 nanometrlik qətnamə ilə – flüoresan etiketlərdən istifadə etmədən əldə edilən ən yüksək qətnamə ilə göstərə bilən unikal bir cihaz yaratmaq üçün iki mikroskopiya texnikasını birləşdiriblər. İnterferometrik Təsvir Skanlama Mikroskopiyası və ya iISM adlanan bu yeni “etiketsiz” texnologiya, alimlərə patogenlər və ya dərmanlar kimi müdaxilələrə qarşı reaksiyaları da daxil olmaqla, hüceyrə strukturlarını daha geniş kontekstdə müşahidə etməyə imkan verəcək.

Bu irəliləyiş “İşıq: Elm və Tətbiqlər” kitabında ətraflı şəkildə izah olunur . “Bu yeni mikroskop hüceyrəyə fantastik yeni bir baxış təqdim edir, burada hüceyrədəki kiçik strukturları və maşınları müşahidə etmək üçün flüoresans əlavə etmədən hərəkət etdiyini, dəyişdiyini və qarşılıqlı təsir göstərdiyini görə bilərsiniz”, – deyə Stanford Universitetinin Humanitar və Elmlər Məktəbinin Harri S. Moşer adına Kimya professoru, baş müəllif V.E. Moerner bildirib.

“Həyatımızı idarə edən bu mürəkkəb kiçik hüceyrə qutularına gözəl bir baxışdır.”

iISM-in imkanları xəstəlik mexanizmlərini anlamaqdan və dərmanların hazırlanmasından tutmuş bitkilər və mikroblar arasındakı əlaqələrin araşdırılmasına qədər bir sıra həyat elmləri sahələrində irəliləyişlərə imkan verə bilər.

Çözünürlük digər ixtisaslaşmış mikroskop növləri qədər yaxşı olmasa da, iISM-in etiketsiz metodunun bir çox üstünlükləri var: Bu metod tədqiqatçılara uzun müşahidə müddətləri ərzində eyni anda bir çox strukturu görməyə imkan verir.Oyna

00:00

00:02SəssizParametrlərPIPTam ekrana daxil olun

Bunun əksinə olaraq, strukturları etiketləmək üçün flüoresansa əsaslanan metodlar adətən bir anda yalnız bir neçə hədəf strukturu vurğulaya bilər. Flüoresans nəticədə “ağarta” və ya köhnələ bilər. Bu etiketləri tətbiq etmək də çətin ola bilər və bəzi hallarda etiketlədikləri strukturların davranışını dəyişdirə bilər.

iISM, müqayisə edilə bilən yüksək kontrastlı etiketsiz yanaşmalara nisbətən xeyli aşağı işıqlandırma gücü ilə də işləyə bilər ki, bu da canlı hüceyrələrdə fotozədələnmə riskini azaldır və müşahidə olunan kiçik, həssas strukturları narahat etmə ehtimalını azaldır.

Moernerin laboratoriyasında doktoranturadan sonrakı tədqiqatçı olan ilk müəllif Mişel Kuppers bildirib ki, bu, yeni mikroskopun onilliklər ərzində həyat elmlərində yeniliklər gətirən flüoresans mikroskopiyasının istifadəsini əvəz edəcəyi anlamına gəlmir.

Kueppers bildirib ki, “Hər bir metodun öz üstünlükləri və çatışmazlıqları var və biz gələcəkdə tamamlayıcı bir tətbiqə inanırıq. Əgər molekulyar spesifiklik üçün flüoresansın güclü tərəflərindən və etiketsiz kontekst və dinamika üçün iISM-in gücündən istifadə etsək, əvvəllər həll edilməsi çətin olan sualları həll etməyə başlaya bilərik.”

Eyni nöqtədə bir çox “göz”

iISM, iki fərqli mikroskopiya metodunun üstünlüklərini birləşdirərək daha yüksək qətnamə və həssaslığa nail olmağı bacarır – bu, iki həmmüəllifin təcrübəsini əks etdirən kombinasiyadır.

Super qətnaməli floresan mikroskopiyası üzərindəki işinə görə 2014-cü ildə kimya üzrə Nobel mükafatı qazanan Moerner, xüsusilə Kueppersi “interferometrik səpələnmə mikroskopiyası”na yönəlmiş doktorluq işi səbəbindən Stanforda gətirməyə çalışmışdı.Mişel Kuppers və WE Moerner. Müəllif: Mişel Kuppers

Səmanın mavi görünməsini təmin edən şey səpələnmədir. İşıq kiçik hissəciklərə dəydikdə – məsələn, günəş işığı atmosferdən keçib toz, su damcıları və digər molekullarla qarşılaşdıqda – yolundan yayınır və müxtəlif istiqamətlərə səpələnir. Yer atmosferindəki hissəciklər mavi işığın qısa dalğalarını qırmızı işığa nisbətən daha güclü şəkildə səpələyir, buna görə də səma insan gözlərinə mavi görünür.

İnterferometrik səpələnmə mikroskopunda lazer hüceyrəyə işıq saçır və içindəki kiçik strukturlar işığın bir hissəsini səpələyir. Daha sonra ikinci lazer şüası daha zəif səpələnmiş işığı gücləndirmək üçün istifadə olunur və bu da onu kiçik strukturların görünməsi üçün aşkar ediləcək qədər güclü edir.

iISM-in əsas irəliləyişi interferometrik səpələnmə metodunun yeni nəsil konfokal mikroskoplardan uyğunlaşdırılmış konsepsiya ilə birləşməsidir.

Ənənəvi konfokal mikroskoplar hədəf strukturlarına fokuslanmaq üçün pinhole və tək detektordan istifadə etsə də, bu mikroskopların inkişaf etmiş versiyaları eyni ərazinin bir çox mənzərəsini çəkə bilən kamera əsaslı massiv detektorlardan istifadə edir.

iISM üçün Stanford tədqiqatçıları, pinhole və tək detektor modelindən daha çox işıq toplamağa imkan verən bir növ massiv detektorundan istifadə etdilər.

Bu, daha yüksək dərinlik və dəqiqlik təmin edir. Bu, ön planı arxa plandan ayırd etmək üçün iki insan gözünün məlumatı qəbul etmə üsuluna bənzəyir – yalnız iISM yalnız iki “göz”dən deyil, həm də massiv detektorundan onlarla və yüzlərlə görüntüdən istifadə edir. Daha sonra tədqiqatçılar bu ölçmələri daha kəskin, daha yüksək kontrastlı görüntülərə birləşdirmək üçün bir metod hazırladılar.

Nəticə, daha az lazer gücündən istifadə edərkən və görüntüləmə sürətini qoruyarkən təxminən 120 nanometrlik qətnaməyə malik etiketsiz mikroskopdur – bu da tədqiqatçıların canlı hüceyrələri daha uzun və daha yumşaq şəkildə görə bilməsi deməkdir.Fiksasiya olunmuş COS-7 hüceyrələrində aktin sitoskeletinin korrelyasiya iISM və flüoresans ISM-i. Kredit: İşıq: Elm və Tətbiqlər (2026). DOI: 10.1038/s41377-026-02210-y

Geniş tətbiqlər üçün geniş vizyon

Moerner və Kueppers hazırda bu texnologiyanı daha da təkmilləşdirmək və digər alimlər üçün geniş şəkildə əlçatan etmək üzərində işləyirlər.

Onlar artıq digər Stanford tədqiqatçıları ilə üç əməkdaşlığa başlayıblar. Onlardan biri bitki hüceyrələri, göbələklər və bakteriyalar arasındakı qarşılıqlı təsiri real vaxt rejimində görmək üçün yeni mikroskopdan istifadə edir.

Başqa bir əməkdaşlıq, xərçəng dərmanının hüceyrə tərəfindən necə mənimsənildiyini görmək üçün iISM-dən istifadə edir və planlaşdırılan üçüncü bir səy, malyariya infeksiyası ilə qarşılaşdıqda qırmızı qan hüceyrələrinin formasını necə dəyişdirdiyini araşdıracaq.

Kueppers dedi: “Bu, niş texnika deyil. Onun geniş tətbiq sahələri var və ümid edirik ki, həyat elmləri icması bundan faydalanacaq və bir çox yeni kəşflərə səbəb olacaq.”

Nəşr detalları

Mişel Küppers və digərləri, Canlı hüceyrələrin içərisində 120 nm yan qətnamə ilə etiketsiz görüntüləmə üçün interferometrik görüntü skanlama mikroskopiyası, İşıq: Elm və Tətbiqlər (2026). DOI: 10.1038/s41377-026-02210-y

Jurnal məlumatları: İşıq: Elm və Tətbiqlər 

Əsas anlayışlar

görünən işıq görüntüləməsiİnterferometriyaOptik texnikalar

Stanford Universiteti tərəfindən təmin edilir